Grado en Ingeniería Mecánica

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Implementación de un sistema de energía minieólica en la provincia de Toledo
(2024-11-26) Ruiz Vargas, Álvaro; Morón Romero, María del Carmen
Mediante este trabajo se han pretendido explorar las potencialidades de la energía minieólica, mediante el estudio de caso aplicado a una región de alto interés en la península ibérica, como lo es la Provincia de Toledo. Para realizar ese estudio se realizó una extensa revisión bibliográfica, relacionada con los fundamentos técnicos que caracterizan el proceso de conversión de energía eólica a energía eléctrica, se han utilizado herramientas como el software Global Wind (GWA), evaluado aspectos como la velocidad del viento, la viabilidad económica, el impacto ambiental de la tecnología propuesta, y la aplicación de dichos fundamentos a sectores selectos de la región a estudiar. El desarrollo de este potencial se encuentra relativamente rezagado con respecto a otras regiones de la comunidad autónoma de Castilla – La Mancha, a la cual Toledo pertenece. Se pretende por tanto que este trabajo permita el desarrollo de iniciativas colectivas como alternativa al desarrollo de este potencial por parte del sector privado, que complemente y apoye el cumplimiento de las metas de generación de energía sostenible previstas por la Comunidad Autónoma. Adicionalmente, el desarrollo autogestionado de energías alternativas en la región de Toledo puede tener efectos positivos en el control del proceso de despoblación de la provincia, al propiciar la consolidación del arraigo en la población autóctona. Por lo tanto, el estudio y redacción de este trabajo se centra en evaluar la viabilidad técnica, económica y ambiental de implementar sistemas de energía minieolica en sectores rurales de la provincia de Toledo, con el objeto de contribuir al desarrollo sostenible y la mejora de la calidad de vida en áreas rurales de la misma provincia.
Sistema de frenado para aerogenerador
(2024-07) Hidalgo Lázaro, Carlos; Muñoz Redondo, Manuel
El objetivo de este proyecto consiste en diseñar y calcular el sistema de frenado para la detención del rotor de un aerogenerador Gamesa G90, para ello se realizará un análisis de varios sistemas de frenado. A partir de este análisis se determinará el sistema más adecuado para dicha aplicación y una vez definido el sistema de frenado a utilizar se procederá al desarrollo y cálculo del mismo. La meta de este proyecto es conseguir diseñar, dimensionar y calcular todos los elementos del sistema de frenado del aerogenerador, entre los que están el tipo de freno desarrollado y sus componentes internos, los materiales utilizados y el sistema de accionamiento. Para la realización del proyecto será necesario adoptar diferentes criterios e hipótesis justificadas que afectarán tanto al diseño como al cálculo y desarrollo del sistema de frenado y serán reflejadas en su correspondiente documento.
Diseño de una instalación solar fotovoltaica de autoconsumo de 100 kW
(2023-10) Estepa Montero, Francisco David; Morón Romero, María del Carmen
En este proyecto se realiza el diseño de una instalación solar fotovoltaica, el proyecto se ubica en Ctra. El Rubio - Aguadulce km. 0,2, 41568 Rubio (El), Sevilla. El sistema generador consta de 612 módulos fotovoltaicos, modelo ATERSA A-450M GS con tecnología PERC y 450 W de potencia nominal, resultando una potencia pico total de 275,40 kWp. Los módulos se instalarán en una configuración COPLANAR SUR, lo que maximiza la energía anual generada. En cuanto al sistema de conversión se tienen 2 inversores SMA STP-110-60 de 110 kW de potencia nominal, limitados a 50 kW. Resultando una potencial nominal total de 100 kW. EL sistema de interconexión está Aislado con polietileno reticulado con aislamiento RV-K 0,6/1KV, normalizado según la norma UNE 21123, con conductor de aluminio. Se trata de una instalación eléctrica de autoconsumo con compensación de excedentes. Para realizar los distintos cálculos del proyecto se utiliza el software PVsyst.
Identificación de aeronaves mediante red neuronal programada en MATLAB
(2023-07-26) Rodríguez Vázquez, Sebastián; Molina Becerra, Mónica
En este trabajo se busca la iniciación en el amplio mundo de la Inteligencia Artificial, así como la adquisición de un conocimiento teórico y práctico básico que actúen como marco de desarrollo futuro de habilidades más específicas en este ámbito. Para ello, se ha investigado desde el inicio de esta tecnología, hasta las aplicaciones más actuales en las que empieza a descatar y despertar un interés generalizado. Como puesta en práctica de lo aprendido, se propone la creación de una red neuronal convolucional que permita la identificación de un conjunto de aeronaves a determinar, a partir de imágenes de estas. Dicha red, se creará con la ayuda del módulo “Deep Network Designer” de MATLAB.
Dispositivo empotrado para traducción de lenguaje de signos usando técnicas ML/DL
(2023-07-26) Moreno Ordoñez, Santiago; Luna Perejón, Francisco; Muñoz Saavedra, Luis
En este trabajo de fin de grado se va a explicar el desarrollo de un sistema de reconocimiento del lenguaje de signos utilizando técnicas de Machine Learning (ML), Deep Learning(DL) y visión por computadora. El objetivo principal de este proyecto es diseñar e implementar un programa que permita capturar y clasificar imágenes, en este caso, que contengan los gestos de las manos que corresponden a el abecedario del lenguaje de signos inglés. Para ello, se emplea una red neuronal convolucional para el entrenamiento y la clasificación de las imágenes capturadas con una cámara. Además, se hará uso de una Raspberry Pi junto con una cámara y un display para ejecutar el programa y mostrar los resultados en un entorno visual. Los resultados obtenidos demuestran una alta precisión en el reconocimiento de las letras del lenguaje de signos, lo que valida la eficacia del sistema propuesto.
Diseño de una instalación fotovoltaica sobre cubierta conectada a red
(2023-07-21) González González, Javier; Morón Romero, María del Carmen
Este proyecto es el diseño de una instalación fotovoltaica de generación eléctrica para autoconsumo de 20 kWp conectada a la red eléctrica, dispuesta sobre uno de los faldones de la cubierta de una nave industrial. Haciendo uso del software PVSYST, se han podido simular distintas opciones de instalación hasta elegir la más conveniente, siendo esta la coplanar. Luego de escoger la configuración se realizaron los cálculos eléctricos correspondientes de cableado y componentes de la instalación, teniendo en cuenta la normativa aplicable además de realizar un presupuesto y análisis económico para ver la rentabilidad de la instalación.
Análisis y diseño de un modelo estratégico para carreras de F1
(2023-05) González Morcillo, Andrés; Perea Rojas-Marcos, Federico
El propósito de este proyecto consiste en crear un modelo de programación lineal entera mixta que pueda ser utilizado por los equipos de Fórmula 1 para determinar la mejor estrategia de carrera. El modelo considerará varios parámetros, como la degradación de los neumáticos basada en datos de tiempos por vuelta de la temporada 2020/2021 de la Fórmula 1, y también el reglamento actual de la Federación Internacional del Automóvil (FIA). Aunque el modelo no tendrá en cuenta la presencia de otros competidores, determinará cuándo debe ingresar el coche a boxes para completar la carrera en el menor tiempo posible. Para evaluar la precisión del modelo, se compararán sus resultados con los de carreras reales.
Transformación y valorización energética de los residuos urbanos
(2022-07) Campins Benítez, Inmaculada Concepción; Morón Romero, María del Carmen
En este proyecto se valoran algunas alternativas sostenibles para el tratamiento de residuos sólidos urbanos. La primera estudia el empleo de una planta de incineración de residuos mientras que la segunda evalúa la posibilidad de obtener energía y biocombustibles de aquellas fracciones de residuos que no sean útiles en la incineración, como es el caso de la materia orgánica. Tras esto se analiza la posibilidad de que ambas propuestas pudiesen sumarse a la economía circular y, finalmente, que implicaría su implementación en el medio ambiente.
Estudio del efecto de la fricción en el movimiento de proyectiles y osciladores
(2021) García Luna, Manuel Jesús; Sánchez-Rey, Bernardo; Quintero, Niurka R.
El rozamiento es un fenómeno que si bien en la vida diaria pasa desapercibido, en la ingeniería es crucial. Desde elevar una carga usando poleas hasta el vuelo de un avión, el rozamiento está presente como forma de disipación de energía condicionando y limitando cuál es la solución óptima. Por tanto, su estudio no es trivial y se remonta varios siglos atrás. Es ya en el siglo XV, con Leonardo da Vinci, con quien vemos el primer escrito acerca de este fenómeno. Da Vinci ya dedujo las leyes que determinan el movimiento de un bloque rectangular que desliza sobre una superficie horizontal, sin embargo este estudio pasó desapercibido. No es hasta dos siglos después, en 1699, cuando Guillaume Amontons enuncia sus conclusiones al respecto, a saber, que la fuerza de rozamiento se opone al movimiento, que la fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el cuerpo y que el rozamiento no depende del área de contacto. Amontons realizó varios experimentos en los que medía la fuerza necesaria para acercar dos cuerpos para distintos niveles de carga, forma y planos sobre los que se apoyaban. Algunos materiales sobre los que realizó su estudio fueron el cobre, la madera y el hierro, para los que probó distintas combinaciones de carga y a los que untaba con grasa de cerdo fundida, que por aquel entonces era el lubricante que se usaba para reducir la fricción y el desgaste. Amontons descubrió que la resistencia debida a la fricción cuando las superficies están lubricadas con grasa de cerdo fundida es la misma para distintos materiales, llegando a reducirse como máximo hasta un tercio de la fuerza normal. Definió así la fuerza de rozamiento como la fuerza necesaria que hay que aplicar sobre un cuerpo para que este supere las rugosidades superficiales. Para superficies rígidas estipuló que la fuerza de rozamiento era proporcional al peso del objeto. Para el caso de las superficies no rígidas concluyó que el rozamiento que experimenta un cuerpo es proporcional al desplazamiento del mismo, similar al coeficiente de elasticidad de los muelles. Más tarde, en el siglo XVIII, Charles Augustin Coulomb llevó a cabo varios experimentos a petición de la ´ Academie Royale des Sciences ´ con la premisa de encontrar leyes y datos sobre la fricción en un entorno más práctico. Los materiales que estudió fueron los empleados en las máquinas de la época como la madera de roble, pino y olmo, los metales, concretamente el hierro y el cobre, así como los contactos de materiales heterogéneos como el de madera-metal. Coulomb realizó más de cien experimentos, llegando a hacer más de mil mediciones, entre las cuales a veces podría haber dilatados tiempos de espera de semanas solo para obtener resultados validos. Dependiendo de los experimentos, algunos respaldaban las leyes de Amontons y en otros descubrió que por ejemplo, el coeficiente de rozamiento es independiente de la velocidad de deslizamiento para una amplia variedad de condiciones de deslizamiento. Estos ensayos le sirvieron para constatar que las leyes propuestas por Amontons eran insuficientes. Es por ello que propuso nuevas interpretaciones físicas como la dependencia de la fricción de la cohesión superficial, la deformación superficial o el entrelazamiento de las fibras de madera para explicar varios resultados. A pesar de todo esto, Coulomb no llegó a introducir ningún coeficiente de fricción teórico ni redactó ninguna ley universal en lo referente a la fricción. La teoría que el desarrolló se basaba en resultados empíricos, permitiendo así su discusión sobre el uso de la relación entre la fuerza normal y la de rozamiento propuestos anteriormente. El primer enfoque matemático relativo a la fricción fue llevado a cabo por Bernard Forrest de Belidor en 1737 y más tarde por Leonhard Euler en 1750. Belidor propone modelar las asperezas superficiales como esferas unidas a las dos superficies en contacto. A través de este planteamiento concluyó que la relación entre la fuerza de rozamiento y la normal es independiente del número de asperezas superficiales. Este modelo, gracias a su gran simplicidad, ha sido ampliamente usado en el campo de la tribología hasta hace poco. Euler, basándose en la resistencia geométrica teórica de las interacciones de las asperezas piramidales entre dos superficies, desarrolla un enfoque más analítico y acuna los términos de fricción estática y fricción dinámica. De esta forma Euler fue el primero en establecer los términos de coeficiente de rozamiento y ángulo de rozamiento que usamos hoy en día. Para más información consúltese [4]. Tras este breve resumen de los fundamentos del rozamiento desde que se concibieron hasta varios siglos después, es el objetivo de este trabajo fin de estudios ahondar en algunos aspectos más concretos. De esta forma en el capítulo 2 se estudiara un tipo diferente de rozamiento al presentado a lo largo de esta introducción, el viscoso, aplicado al movimiento de un oscilador armónico simple. En el capítulo 3 se retomará el estudio del oscilador armónico pero ahora sometido a la influencia del rozamiento superficial. Posteriormente, en el capítulo 4, se verá el efecto del rozamiento viscoso pero ahora aplicado a un proyectil. Finalmente en el capítulo 5 se ilustrará una aplicación práctica de lo aprendido en el capítulo anterior como es la influencia del rozamiento en la propagación de los virus. También se ha incluido un apéndice en el que se recogen todos los programas utilizados en las simulaciones numéricas a lo largo de esta memoria.
Cálculo y diseño de freno de una montaña rusa
(2021) García-Paíno Montenegro, Pablo; Muñoz Redondo, Manuel
El trabajo expuesto a continuación se centra en el estudio, cálculo y diseño del sistema de frenado de una montaña rusa, más concretamente de la montaña rusa sevillana ubicada en el parque de Isla Mágica, conocida como El Jaguar. Se trata de estudiar las características de los principales componentes del sistema de frenado, así como diseñar un sistema de frenado y proceder al cálculo de la fuerza de activación necesaria para detener la atracción en una situación dada. Para ello se debe cumplir lo dictado en la pertinente normativa, acerca de las fuerzas máximas que debe experimentar una persona en el transcurso de una atracción y más concretamente en el momento de detener el tren. En primer lugar, se opta por introducir al lector los diferentes y variados sistemas de frenado que existen en la actualidad para montañas rusas, así como un breve resumen de los principales sistemas de seguridad que se pueden encontrar en este tipo de atracción. Dado que el trabajo versa sobre una atracción en particular, se lleva a cabo una visita a El Jaguar, en donde el jefe de mantenimiento del parque y el encargado mecánico de la atracción, permiten una mirada más en profundidad tanto a la zona de frenado a desarrollar como a otras partes interesantes y poco vistas por el público general en un parque de atracciones. Con todo esto el desarrollo del trabajo adquiere una vista más clara y concisa. Para la elección de los materiales se realiza un estudio teórico basado en los materiales que se encuentran en los diferentes sistemas de frenado, tanto de la automoción como de la industria ferroviaria. Este estudio de los materiales está enfocado a obtener una mayor aproximación al coeficiente de rozamiento real que puede existir en este tipo de sistema de frenado. Todo freno esta diseñado para detener un objeto móvil a una determinada velocidad, es esto por lo que se hace necesario realizar un estudio dinámico simple del recorrido que lleva a cabo el tren de manera teórica. Con esto se obtiene la velocidad a la que la atracción alcanza la zona establecida de frenado con unas características de funcionamiento deseadas. En este estudio se calcula la velocidad final a través de la altura y velocidad inicial, y de los rozamientos que actúan sobre la atracción a lo largo del trayecto. Una vez obtenidas todas las características y datos necesarios es momento de comenzar con el diseño del freno. Este se basa en un método de actuación diferente al encontrado en la atracción real pero que, sin embargo, permite realizar unos cálculos teóricos más sencillos y claros. El diseño se detalla en los planos adjuntos al final del trabajo, los cuales son esquemáticos de las pinzas y pastillas de frenado, así como de su activación. Estos planos tienen función son meramente esquemática y no se busca con ellos la reproducción real del producto para su fabricación. Con el diseño final llevado a cabo queda únicamente estudiar la fuerza de activación necesaria en cada uno de los frenos de la línea de frenado para poder detener el tren en una situación determinada. Esta fuerza de fricción está influida principalmente por las fuerzas Gs máximas que permite la norma. Para ello se estudia la fuerza de fricción total necesaria que permite la detección del tren. Dividida esta fricción entre el número total de frenos es posible obtener la fuerza necesaria a ejercer en cada uno de ellos. El freno consta de una parte móvil, siendo esta el par de pinzas-pastillas, y de otra fija la cual ejerce la fuerza y que se trata de un grupo de accionamiento neumático por aire a presión. La fuerza necesaria de accionamiento rige la presión necesaria en el circuito para detener el tren.
Recarga autónoma de coches eléctricos
(2018) González Fernández, Francisco Manuel; Morón Romero, María del Carmen
Los coches eléctricos han adquirido cada vez más relevancia en nuestro día a día, uno de sus puntos fuertes es su poca contaminación, proporcionando, además, gran eficiencia y potencia, pero uno de sus grandes inconvenientes es su limitada autonomía y la forma de aumentarla. En este trabajo, se va a realizar un estudio de cómo podría recargarse la batería de un coche eléctrico de forma que no se necesite recargarlo y se pueda tener la suficiente autonomía para realizar viajes de largo recorrido.
Cálculo y diseño de elevador mediante husillo
(2018) Checa Rodríguez, Alejandro; Muñoz Redondo, Manuel
En el presente Trabajo Fin de Grado se abordarán las etapas de diseño y cálculo de una mesa elevadora automatizada mediante tornillo de potencia, destinada a la elevación y transporte de pallets gracias al accionamiento independiente de los rodillos de la propia mesa. Tras una etapa de búsqueda de información se definirá el concepto del diseño. Posteriormente se procederá al cálculo y modelado de cada una de las piezas así como también los análisis mediante el MEF. Por último se valorará de forma global el alcance de los objetivos de diseño y se presentará un presupuesto del trabajo realizado.
Módulos de Fachada sobrepuesta vegetal
(2018) Muñoz Sánchez-Mata, José Vicente; Sánchez Jiménez, Francisco Javier
En el presente documento se van a proyectar distintas tipologías de módulos de aplicación para una fachada sobrepuesta vegetal exterior de tipo modular. El objetivo principal es satisfacer por un camino alternativo las condiciones necesarias de habitabilidad propias de una edificación, enfocando el diseño en el ahorro de materias primas y energía y en la simplicidad, para potenciar el carácter modular de la fachada y generar un producto eficiente. Además, se introduce al usuario en el camino hacia la sostenibilidad y la eficiencia energética haciéndole partícipe de los beneficios que una construcción vegetal tiene sobre el hábitat urbano, y sobre el medio ambiente en general.
Cálculo y diseño de suspensión trasera para motocicleta de competición
(2017) Pacheco Erce, José Manuel; Muñoz Redondo, Manuel
Se trata en este trabajo de diseñar y fabricar un sistema de suspensión completo compuesto por un basculante y el propiamente llamado sistema de suspensión trasera, compuesto por un balancín, un amortiguador y unas bieletas o links, además de los componentes para fijarlos entre sí permitiendo el movimiento de basculación. Todo esto para una motocicleta de una cilindrada de 250 cc. Se comienza definiendo cual es el porqué del proyecto, cuál será el Alcance del mismo y bajo qué normativa se ha de fabricar y construir. A continuación se define como funciona la suspensión y cuáles son los tipos de suspensiones que dotan a la motocicleta de la progresividad de amortiguación necesaria, para luego, tratar de explicar cómo se estudiará la suspensión y con qué herramientas. Acto seguido, se presentan cada uno de los componentes y se justifica su elección. Se explica ahora el diseño elegido del basculante, se ensaya para comprobar que no habrá problemas una vez esté fabricado, para continuar describiendo los procesos de fabricación que se utilizaron o se utilizarían para una supuesta producción en serie. Se concluye con un presupuesto del conjunto completo que incluye materiales, horas de diseño y coste de máquina/herramienta, para finalizar con unas conclusiones, unas posibles mejoras a implementar en el nuevo modelo que se construirá para 2018 y cuáles podrían ser algunas líneas de trabajo en un futuro.
Diseño optimizado mediante algoritmos genéticos del radiador para una motocicleta de competición de encendido provocado de 250cc 4T para Motostudent
(2017) Izquierdo Bello, Andrés; Carvajal Trujillo, Elisa; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Energética
La necesidad de evacuación de calor en los motores térmicos asociado a unos altos requerimientos en competición da lugar a estudios complejos donde se une la teoría del ciclo termodinámico con el diseño y la optimización del sistema. En este documento, se toman los datos procurados por la propia competición sobre el funcionamiento del motor y se realiza una aproximación de los requerimientos de refrigeración, del cual se extrae la información necesaria para realizar el diseño de su sistema de refrigeración y más concretamente, todo lo referente al circuito del radiador haciendo uso del método de algoritmos genéticos del programa EES. El presente documento pretende dar a conocer las necesidades en cuanto a la evacuación de calor de los motores térmicos en automoción, concretamente, en aquellos utilizados en motocicletas de competición. Además, muestra cómo dar solución a estos requerimientos mediante el uso de programación avanzada en EES junto con un proceso de diseño actual basado en el estado del arte de estos tipos de sistemas.
Adaptación de un banco inercial para ensayo de un motor de 250 c.c.
(2016) Cerezo Sáenz de Buruaga, Enrique; Muñoz Redondo, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
El presente proyecto tiene como finalidad el estudio del funcionamiento de un banco de pruebas. Tras conocer los distintos tipos, se estudiará el caso concreto de un banco de pruebas inercial disponible en el taller de la escuela. Dicho banco viene configurado como un banco de pruebas para vehículos completos y más concretamente para minimotos. Nuestro objetivo es ensayar un motor de mayores prestaciones de las que está diseñado inicialmente el banco y convertir el banco de pruebas en un banco de ensayo directo de motores, en el que no haga falta contar con el vehículo al completo. Para lograr nuestro objetivo será necesario realizar modificaciones en el banco de pruebas para que las mediciones tomadas sean fiables y sus resultados puedan ser equiparables a los obtenidos en la vida real.
Reconstrucción virtual de los Caños de Carmona
(2016) Suárez Quirós, Laura; Sánchez Jiménez, Francisco Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
En época romana se construyó el acueducto conocido como Los Caños de Carmona, cuya finalidad era llevar agua desde el manantial de Santa Lucía en Alcalá de Guadaíra, hasta la Puerta de Carmona en la ciudad de Sevilla. El objetivo de este trabajo es la reconstrucción virtual de dicho acueducto a través de programas de modelado en 3D, como son Solidworks y Autocad. Se pretende crear un entramado urbano virtual que nos permita observar cómo sería el acueducto en la época actual.

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